Durante várias semanas, docentes e investigadores da FCUP e do IA estiveram no Chile a trabalhar na instalação do PoET, que vai apoiar a busca de exoplanetas.
Uma equipa do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), liderada por Nuno Cardoso Santos, docente da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), concluiu com sucesso a instalação do primeiro telescópio solar no Observatório do Paranal. Projetado para apoiar a busca por exoplanetas, o telescópio PoET vai estudar o Sol com uma precisão inédita, ajudando a compreender como é que a atividade estelar influencia a deteção de mundos para lá do Sistema Solar.
Depois de várias semanas de trabalho no Observatório do Paranal (ESO), no Chile, esta equipa fez as primeiras observações do Sol com o PoET (Paranal solar ESPRESSO Telescope, ou Telescópio Solar do Espresso no Paranal), no passado dia 1 de abril. Este telescópio solar made in Portugal, instalado no meio do Very Large Telescope (VLT), obteve assim a sua “primeira luz” e vai agora operar em conjunto com o instrumento ESPRESSO — um dos espectrógrafos mais precisos do mundo — para estudar o Sol em detalhe e melhorar as técnicas de deteção de exoplanetas.
“O PoET concluiu com sucesso as suas observações de teste, um processo conhecido como ‘first light’, no início de abril, no Observatório do Paranal (ESO), situado no Deserto do Atacama, no Chile. As primeiras observações mostram que o sistema está a funcionar dentro das especificações. Durante as próximas semanas, a equipa estará a testar e a otimizar o sistema antes do início da campanha científica”, comenta Nuno Cardoso Santos, Investigador Principal do PoET e professor no Departamento de Física e Astronomia da FCUP.
Tanto o hardware, como o software do PoET foram inteiramente desenvolvidos pelo IA, numa estreita colaboração entre as equipas da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa) e do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP)/FCUP.
Nuno Cardoso Santos, que é também líder da Equipa de Sistemas Planetários do IA, clarifica que: “um dos maiores desafios na procura de outras Terras é o ‘ruído’ astrofísico gerado pelas próprias estrelas hospedeiras. As observações do PoET poderão ser fundamentais para revelar e caracterizar exoplanetas que, neste momento, podem estar escondidos nesse ruído”.
Detalhe do Telescópio Solar PoET a apontar para o Sol. Foto: IA
O Sol como laboratório
A maioria dos exoplanetas é descoberta analisando variações subtis na luz das estrelas que orbitam. No entanto, tal como as manchas solares afetam a luz do Sol, a atividade à superfície de outras estrelas distorce os seus espectros de uma forma que é registada como “ruído” pelos instrumentos atuais de deteção de exoplanetas. Desta forma, fenómenos como manchas e atividade magnética podem imitar ou mascarar sinais planetários.
Remover este “ruído” dos espectros de estrelas distantes é um desafio, porque ainda não é totalmente compreendido como é que a atividade estelar altera a luz que observamos. Para distinguir estes efeitos, é essencial compreender de forma rigorosa como é que a atividade estelar altera os espectros observados e, para isso, não há melhor laboratório do que o Sol.
O PoET foi desenhado de raiz para essa missão. O telescópio principal de 60 centímetros de diâmetro observa regiões específicas do Sol, como manchas solares individuais, enquanto um segundo telescópio mais pequeno recolhe em simultâneo a luz de todo o disco solar. Depois de recolhidos, os dados das observações são encaminhados através de um cabo de fibra ótica de quase 75 metros, para análise no espectrógrafo de alta resolução ESPRESSO.
“Vamos conseguir analisar áreas muito específicas do Sol, com uma resolução muito elevada, de uma forma nunca antes realizada”, afirma o co-Investigador Principal do PoET Alexandre Cabral. Ao comparar o espectro do disco solar com o de estruturas específicas na sua superfície, é possível identificar exatamente de que forma a atividade estelar altera o espectro. Esse conhecimento é depois aplicado ao estudo de estrelas distantes que possam albergar exoplanetas. “ Vamos usar o Sol quase como uma cobaia para tentar perceber outras estrelas”, sublinha Alexandre Cabral, professor da Ciências ULisboa e responsável pela equipa de Instrumentação e Sistemas para Astronomia do IA.
Equipa do IA analisa os primeiros dados obtidos pelo PoET. Foto: IA
Para que estas observações solares fossem diretamente comparáveis com as de outras estrelas, a equipa precisava de um instrumento extremamente preciso: “O ESPRESSO é o melhor instrumento na sua área, por isso a escolha foi óbvia”, comenta Nuno Cardoso Santos. Instalado no VLT, durante a noite este espectrógrafo deteta variações minúsculas no movimento das estrelas, que podem ser usadas para encontrar ou caracterizar planetas em órbita. Agora passa também a ser utilizado durante o dia, com o PoET, para analisar espectros solares.
“Ao alternar o ESPRESSO entre o VLT durante a noite e o PoET durante o dia, maximizamos a utilização deste instrumento para nos ajudar a encontrar e caracterizar exoplanetas”, comenta Alain Smette, Astrónomo de Operações do VLT e contacto do ESO para o projeto. “Graças à localização excecional do Observatório do Paranal, espera-se que o número de dias com condições adequadas para observações solares seja muito semelhante ao das observações noturnas.” Apesar de ficar fisicamente no Observatório do Paranal, o PoET vai ser operado remotamente a partir do polo da Universidade do Porto (UPorto) do IA, no CAUP. Os dados solares recolhidos e analisados pelo ESPRESSO serão disponibilizados à comunidade científica através do Arquivo de Ciência do ESO.
Primeiros espectros obtidos com o PoET a apontar para o Sol, vistos da partir da sala de controlo do VLT. Ambos os ecrãs mostram o mesmo espectro, mas com diferentes ampliações. (Crédito: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço/ESO)
Para Jarle Brinchmann, docente da FCUP e diretor de ciência do ESO: “A implantação bem-sucedida do PoET é motivo de grande satisfação. Este projeto demonstra a excelente qualidade da comunidade astronómica portuguesa e a forma como esta pode tirar partido da excelência de nível mundial da ESO. Terá um grande valor científico e estou ansioso por ver os resultados que irão advir destas observações.”
Sobre o PoET
O projeto do PoET foi inteiramente concebido e desenvolvido em Portugal pelo IA, e materializou-se graças ao Projeto FIERCE, financiado pelo Conselho Europeu de Investigação (ERC), com os fundos a serem administrados conjuntamente pelo CAUP, pela FCUP e pela Associação para a Investigação e Desenvolvimento de Ciências (FCiências.ID), associação que opera integrada em Ciências ULisboa. Muitas componentes foram fabricadas em Portugal, sendo que algumas, incluindo o telescópio principal, foram construídas em Itália, enquanto a cúpula foi produzida por uma empresa chilena.
Nuno Cardoso Santos, docente da FCUP. (Foto: U.Porto)
O projeto FIERCE (FInding Exo-eaRths: tackling the ChallengEs of stellar activity, ou “encontrar exo-Terras: abordar os desafios da atividade estelar), tem como objetivo resolver o problema do ruído estelar de um novo ângulo, ruído este que limita bastante a procura e caracterização de outras Terras no Universo.